生物核心素养落地初中实验教学的路径选择
姚文明
摘? ?要
培养学生的核心素养，是初中生物学课程的价值追求与教学目标体现。针对当前初中生物实验教学存在的困惑，将生物核心素养落地到实验教学，需要把生物实验教学建构成为培养生物学科核心素养最直接、最有效的途径。通过验证性实验教学，建构学生的生命观念;通过大力改进演示实验，发展学生思维素养;通过探究性实验教学，提升学生的研究能力;通过课外实验实践，培养学生的社会责任与担当。
关键词
初中生物? 实验教学? 核心素养? 实践探索
《义务教育生物课程标准》明确要求，生物教学不仅要使学生获得基本的生物学科知识和技能，还要关注学生科学素养的培养。生物学科的核心素养主要包括生命观念、理性思维、科学探究、社会责任等[1]。作为一门以实验为基础的学科，生物核心素养的培养与实验教学密切相关。生物课程要通过实验教学，引导学生认真观察、动手操作、主动探究、分析思考，将理论知识形象生动地转化成为学生的聪明才智，全面提高和发展他们的知识素养;更要优化生物核心素养落地初中实验教学的路径，综合提高学生的生命观念、科学理论思维、价值观、科学探究能力和情感态度等综合素养。这既是初中生物学课程的价值追求，更是生物学课程教学目标的体现。
一、初中生物实验教学的实践困惑
生物学是以实验为基础的学科。加强和完善生物实验教学，既是探究学习的需要，也是生物教学的要求，更是核心素养落地的变革举措。根据课程标准的要求，人教版初中生物教材所涉及的学生活动及实验共有48个。其中，演示实验7个、分组实验13个、探究实验28个。教材中设计的这些实验活动，都与学生日常活动内容息息相关，而且对实验场地和材料的要求都不是很高。这些实验的设置和安排，不仅可以引发他们观察与研究现实生活中生物学现象的兴趣，而且可以有效提升学生的实验操作能力，增强实践应用能力，发展生物学科素养。但在实际教学中，初中生物实验教学存在以下困惑。
1.实验器材匮乏
按照国家教材的实验要求，实际的初中生物学科实验课很难达到实验教学目标。一是实验用房不够，缺少实验需要的储藏室和准备室;二是所有学校都没有专门的实验员，实验仪器、药品、实验桌柜消耗损耗以及管理不善，只有在丢失或损坏之后才能得到相应补充;三是实验经费严重不足，学校没有专门的实验经费购买实验材料等。尤其是在一些边远学校，由于没有健全的实验设施，生物实验课的教学只能是老师对着课本讲，学生通过反复背诵来机械地掌握知识。
2.教师认识模糊
目前，还有部分生物学教师存在不专业化的问题，加上缺乏实验管理人员，学校对实验课认识不足，同时受应试教育的影响，总认为实验课太耽误时间，不如教师直接通过板书或PPT将内容灌输给学生。学校多数生物教师任教班级较多，总的课时也较多。而完成一节实验课需要花很长的准备时间，时常出现上一个班的实验课还没有完成，或者实验材料还没有收拾好，下一节实验课的时间就已经到来。
3.材料难于收集
由于教材编排内容与各地实际情况存在差异，有些实验内容并不能在当地的季节里出现。加上一些教师对教材缺乏驾驭能力，其在实验教学中只能照着教材讲实验，把演示实验和分组实验变通为口头讲述，致使实验课形式化、讲授化，因而改变了实验教学的属性，制约了学科素养的提升。
二、初中生物实验教学发展学生核心素养的路径
培养学生的核心素养，主要是发展他们的人文底蕴、责任担当、科学精神、实践创新、健康生活和自我管理等适应社会需要和终身发展所必备的品格。初中生物学科核心素养旨在领悟生命观念、提升理性思维、注重科学探究和强化社会责任。教师在开展生物实验教学时，应该引导学生观察体验、深入探究、大胆实践、动脑动手，让他们的生物核心素养得到锻炼与提升，为未来的学习、生活和发展奠定关键能力和必备品格。
1.突出验证性实验教学，构建学生生命观念
生物学也是生命科学。学生需要较好地了解生物概念，形成生命观念，并用生命观念认识生命世界和解释生命现象。验证性实验就是先有结论再通过实验来验证结论，其程序和方法是所有学生都做同样的实验。根据课标要求，现行初中生物教材的结构与功能观、进化与适应观等内容，均充分体现出生命教育观念。教学中，可以通过生物教学实验来强化生命观念，认识生命世界，解释生命现象，尊重生命价值，从而引领学生了解和熟悉生物学的固有科学现象，加深对生物学统一性、多样性和适应性的理解，构建自然界的生命观念及态度。
高度重视验证性实验教学，大力改进实验教学方法，是发展学生生物核心素养的经常化路径。教师在验证性实验教学中，切忌把验证性实验理解为机械的操作，重复一遍书本上的实验步骤。而应根据各个具体实验要求，充分利用和挖掘实验素材，改进和创新实验教学方式，为学生呈现生动的生命现象和生命世界，从而认识生命价值，不断增强生命观念。例如，人教版七年级生物上册“鱼类”，教材上介绍侧线是鱼类的感觉器官，能够测定方位感知水流水温，要求先从外部形态上观察鲫鱼的结构，然后探究各结构的功能。但是，学生却往往仅从鲫鱼的外部形态来观察，因而很难得出结论。鉴于此，教师对该实验可以进行重新设计：先把实验材料进行调整，可将一张薄纸剪成鱼鳞的形状;再开展分组实验，即将一组纸片的中間剪个小孔（代表构成侧线的鳞片），另一组则不开小孔。然后，让学生把两组纸质鳞片放在手上吹气，感知其不同。这样，学生对侧线的作用就有了深切的体会。
基于核心素养培养的验证性实验教学，还需充分运用教学资源，注重联系生活实际，规范教学实验操作。在人教版七年级生物上册“观察种子的结构”实验中，教材给出的实验材料是菜豆种子。但由于种子小，里面胚的结构也比较小，学生不易观察。而芸豆的种子比较大，且胚芽和胚根十分突出，学生易观察。在实验教学时，教师可以提前24小时浸泡芸豆种子，让它的种皮变软，进而萌发胚芽。这样，学生就可以凭肉眼清清楚楚地观察到胚芽、胚轴、胚根等种子内部结构。
2.改进演示实验教学，提升学生思维能力
生物教学实验具有突出的理性思维特征，这是核心素养的重要标志。为此，生物学科务必以发展学生的理性思维为目标，开展演示实验，引导学生仔细观察生物现象，深入学习生物知识，养成批判思维习惯，科学认知生命现象，这是发展学生生物核心素养的规范化路径。初中生物不少知识具有理论性强和比较抽象的特点，必须通过实验教学化宏观为微观、化抽象为形象、化静为动，使学生获得充分的感知，从而把握教材重点，化解学习难点[2]。演示实验学生虽然不能自己亲自操作，但教师可以通过激发学生学习兴趣和积极性，引领学生观察、分析实验现象、实验原理，通过简单演绎科学推理得出科学合理的结论，从而锻炼学生的思维能力，发现新问题，激发探究的欲望，培养生物科学素养。
初中生物教材中很多演示实验在取材原理的可视度效果等方面存在诸多不足，必须在实际教学中加以改进。比如，演示实验所需花费的时间较长，实验装置用到的仪器也较多，致使实际的实验教学难以取得理想效果。以八年级教材“光合作用产生氧气”和“光合作用需要二氧化碳”的两个演示实验为例。按照教材对“光合作用需要二氧化碳”的实验要求，整个实验仅暗处理就需2～3天，还需水浴加热脱色。同时，由于植物在进行光合作用时也在发生着呼吸作用，在暗处理时植物的正常生理机能会受到影响。教师在教学中可作简单易行的改进：上课前，将生长茂盛的豌豆苗放在大广口瓶中，并用玻片盖子盖好，放在教室光照充足的窗台上30分钟左右。待上课进行实验验证时，取下玻片盖子，然后将点燃的卫生香伸进去，就可以观察现象。通过对教材内容稍作改进，实验教学就更具直观感且可信度更强，可使学生对实验原理、过程、现象及结论产生很强的认同感。
由于生物实验的特殊性，众多微观领域的实验或实验材料比较特别，对实验仪器要求过高的实验无法在课堂内展开。利用多媒体技术开展演示实验教学，则可以准确、直观地重现实验过程及现象，将抽象的书本理论形象化、动态化、直观化和趣味化，从而使教学符合学生的知识水平和规律，促使其对生命进行深入的探索和研究。例如，在讲授光折射原理时，可以利用多媒体技术，分别展示光从水中斜射入空气中、从空气中直射或斜射入水中的实验场景，掌握光的折射规律与传播特点，从而加深学生对光学知识的理解和记忆。
3.坚持探究性实验教学，培养科学研究能力
学习生物学科的过程实际上就是一个科学探索的过程。探究性实验教学要引导学生仔细观察和提问，并根据观察结果设计探究方案，进行科学分析与思考，开展一对一的数据讨论，从而获得生物学科素养发展的科学探究能力。这是发展学生生物核心素养的科学性路径。探究性实验教学动脑与动手相结合，让实验教学具有更加广阔的思维与活动空间，满足不同层次学生学习欲望，奠定思维创新和科学研究基础。在探究过程中一定要让学生亲自动手，独立思考，去推理、去分析、去讨论、去辩论、去完善，让学生体验探究的过程，享受科学探究的成功快乐。
初中生物学教材中编排了很多探究性实验，通过这些实验教学初步培养学生科学探究的能力。如做人教版七年级生物上册“根对水分的吸收”的探究性实验时，可以在课前让学生按照要求自己选择所需实验材料（萝卜条）和实验用具;然后小组分工合作，测量尺寸、配制溶液、绘制表格、记录数据等。经过探究实验，让同学们发现清水和浓盐水中的萝卜条形态发生的变化，分析这些变化的原因，并进一步提出相关问题，从而有效培养学生的科学探究能力。
生物学科比其他学科具有更强的科学探究性，需要在特定的生物学现象中进行探索。如“植株的生长”一文提到，“植物的生长离不开土壤”，可见土壤是植物生长的良好基质。在教学中，教师可以引导学生充分认识土壤的机械组成，掌握土壤的水分、温度、空气和养分状况间接地影响植物的生活。但还可以进行深入探究，因为土壤并不是植物生长的唯一介质，植物还可以生长在其他环境中，如珍珠岩、蛭石、水等，进而引出无土栽培的生物技术。由此，学生便会感受到科学探究的乐趣，从而激发了学生的创新意识。
4.拓展课外实践性活动，培养学生社会责任感
初中生物学科教学落脚点是要培养学生在掌握相关基础知识和基本技能的基础上，积极投入社会事务讨论，培养学生保护自然、关心社会的责任感和主人翁精神。初中生物课程的实验教学和实践活动，有利于发展学生的探究能力，培养科学探究的精神，增强学生的社会责任感。教材安排的课外实践活动较多，如野外调查、食品安全、特异性免疫、调查《预防接种》、走访社区进行常见疾病的调查、调查生态系统的组成等。教师应该通过课外的实践教学活动，强化教材内容与现实生活的紧密联系，引领学生将教学内容运用于课外实践中，使其发挥潜能，锻炼意志，培养自主能力，实现立德树人的终极目的。这是发展学生生物核心素养的常态化路径。
很多生物課程在课堂上并不具备实验教学条件，这就需要安排到课外进行，但课外实验往往需要较长时间。解决这一问题的有效途径是将实验材料本地化、季节化。例如，教学人教版八年级生物下册“两栖动物的生殖和发育”一课，可以组织学生就近到田园或水塘边观察，全面了解青蛙的生殖环境、发育环境，小蝌蚪的发育过程，分析青蛙与农业生产、与人类的关系。教师还可以抛出青蛙的栖息场所不断减少，青蛙的数量也在逐渐减少等现实问题，让学生去调查和讨论，激发起他们保护生态的环境意识和责任担当。
为强化学生的课外实验和实践活动，可以充分利用校园内的植物，让学生走出教室，亲身观察，分类挂牌。这样，学生会在无形中增加见识，加深跨学科学习兴趣。还可以本着“我种植，我快乐，我成长，我幸福”的宗旨，开设“爱心养殖”“心蕊花卉”“无土栽培”等综合实践校本课程，并且将一些具有观赏性的“盆栽花卉”，在确保安全的前提下摆放到教室窗台上，让学生对植物生长过程进行观察、记录、思考，体验种植、养殖的乐趣，增强小组合作意识，培养动手、观察、分析和创新的能力与精神，提升生物科学素养与解决问题的能力[3]。在进行传统节日“二十四节气——秋分”教学时，还可以在实验室课堂上对月饼、馒头的制作过程进行讲解与实际制作，并整理成册，形成独具特色的校本教材。
参考文献
[1] 林惠平.基于生物学核心素养的教学思考与实践[J].福建基础教育研究，2017（07）：124-125.
[2] 闫白洋.“三重表征”理论在生物学基因分离定律教学中的实践[J].教学与管理，2019（22）：50-52.
[3] 莫雪斌.中学生生物实践能力培养策略研究[D].赣州：赣南师范学院，2012：1-67.【责任编辑? ?郭振玲】
